淺談區(qū)塊鏈的運用

shyishuang
在當前的技術背景下,沒有哪一種共識機制是完美無缺的,每一種共識機制都有其優(yōu)點和缺點,不同的應用場景可能需要不同共識機制。

互聯(lián)網進入生態(tài)時代,其應用已滲透到金融服務、物聯(lián)網、供應鏈管理、數(shù)字資產交易、電子商務等多個領域。區(qū)塊鏈的出現(xiàn),使得互聯(lián)網發(fā)展從信息互聯(lián)網到價值互聯(lián)網、秩序互聯(lián)網轉型,其以共享經濟與價值鏈接為主要特征的“分布式商業(yè)”模式,將催生大量的跨機構新型創(chuàng)新合作場景,構建起以區(qū)塊鏈技術為虛擬中心的新產業(yè)生態(tài)系統(tǒng),將對經濟社會治理、產業(yè)變革與創(chuàng)新產生顛覆式影響。因此我公司與時俱進已開始著力布局區(qū)塊鏈。

什么叫區(qū)塊鏈呢?區(qū)塊鏈是新一代信息技術的重要組成部分,是分布式網絡、加密技術、智能合約等多種技術集成的新型數(shù)據(jù)庫軟件,具有數(shù)據(jù)透明、不易篡改、可追溯等優(yōu)點。

區(qū)塊鏈由哪些內容構成呢?

一、運行結構

聯(lián)盟鏈是一個支持平行鏈和側鏈的區(qū)塊鏈網絡。在聯(lián)盟鏈網絡中,有一條特殊的鏈——Zero鏈。Zero鏈管理聯(lián)盟鏈網絡的其它平行鏈,并提供跨鏈服務。其中基于Zero鏈誕生的超級燃料聯(lián)盟鏈是整個聯(lián)盟鏈網絡運行消耗的燃料。Zero鏈有以下功能:

(1)創(chuàng)建獨立的一條鏈;

(2)支持與各個鏈的數(shù)據(jù)交換;

(3)管理整個聯(lián)盟鏈網絡的運行參數(shù)。

聯(lián)盟鏈是一個能包容一切區(qū)塊鏈技術的區(qū)塊鏈網絡,其平行鏈可以支持聯(lián)盟鏈的解決方案,也同時支持其它開源區(qū)塊鏈網絡技術方案。

二、共識機制

(1)可插拔共識機制

在當前的技術背景下,沒有哪一種共識機制是完美無缺的,每一種共識機制都有其優(yōu)點和缺點,不同的應用場景可能需要不同共識機制。為了應對不同的應用需求,聯(lián)盟鏈設計了一套可插拔的共識機制,主要體現(xiàn)在兩點:

1.聯(lián)盟鏈不同的平行鏈允許采用不同的共識機制,以此來滿足不同的共識應用需求,用戶可通過API創(chuàng)建自己的區(qū)塊鏈,并指定初始的共識機制。

2.聯(lián)盟鏈還支持在任意時刻通過投票表決機制實現(xiàn)共識的升級,從而實現(xiàn)共識機制的熱升級。

聯(lián)盟鏈的共識機制包括但不限于POW、POS、PBFT、中心化共識(Raft)等。

(2)DPOS共識算法創(chuàng)新

基于POS基礎上衍生出了很多改進算法,DPOS就是其中一種。DPOS算法是用戶通過投票選出代表進行區(qū)塊的生產。

聯(lián)盟鏈在已有的DOPS算法基礎上自主創(chuàng)新研發(fā)了一套DPOS共識,我們稱之為CDPOS,依據(jù)這種算法,全網持有通證的人都可以給候選人投票。

CDPOS的參數(shù)包括每輪的proposer個數(shù)、出塊間隔、節(jié)點每輪出塊個數(shù)等,在創(chuàng)建平行鏈的時候可以指定,也可以通過提案機制升級。通過GPS和原子鐘保證時鐘同步。

(3)自定義共識機制

用戶可通過智能合約和共識機制的編程接口,編寫自己的共識,并以智能合約的形式發(fā)布到聯(lián)盟鏈中。聯(lián)盟鏈在啟動用戶創(chuàng)建的這條鏈的時候,會注入自定義共識,成為該鏈的共識機制。

三、主節(jié)點

主節(jié)點是一種分布式計算技術,保證每個節(jié)點的存儲和計算是可擴展的。從而為區(qū)塊鏈網絡提供源源不斷的存儲和計算支持。

(1)存儲支持

主節(jié)點會存儲所有的歷史事務的完整信息,如何支撐PB級別的容量非常具有挑戰(zhàn)。

(2)計算支持

在非POW的共識機制下,主節(jié)點的主要計算量為交易上鏈和合約執(zhí)行。很多區(qū)塊鏈軟件對交易的執(zhí)行以及合約的執(zhí)行都是串行執(zhí)行的,優(yōu)化到極致也只能使用單核,對硬件的利用率很低。主節(jié)點采用多核并行計算與分布式計算相結合的方式以提升計算效率。

四、智能合約

(1)UTXO base的智能合約模型

我們認為UTXO(Unspent Transaction Output)相對于Account余額模型,并發(fā)性能更好,對熱門賬戶的性能也更優(yōu)秀。

聯(lián)盟鏈底層是基于UTXO模型,因此任何針對比特幣系統(tǒng)的優(yōu)化都適用于聯(lián)盟鏈。

聯(lián)盟鏈在UTXO的基礎上做了智能合約的擴展,在擴展區(qū)可加載各種不同的合約虛擬機,每個合約機需要實現(xiàn)運行合約和回滾合約兩個接口?;貪L機制是為了應付分叉設計的,用戶可以選擇以下優(yōu)化去實現(xiàn):

1)自定義回滾邏輯;

2)利用區(qū)塊鏈數(shù)操作日志,生成反向回滾日志,自動生成回滾邏輯;

3)引入MPT,分叉無需回滾支持。

(2)智能合約兼容

1)聯(lián)盟鏈內嵌合約機制

內嵌合約機制,規(guī)定智能合約編寫的接口,可直接用編程語言

(Go,C++,Java等)編寫智能合約放到聯(lián)盟鏈里面。當前聯(lián)盟鏈的Kernel API和共識機制算法都是用這種方式實現(xiàn)的。

未來會引入智能合約Store和對智能合約的安全審計,保證發(fā)布的智能合約是安全的,從而讓公開節(jié)點放心支持。

2)第三方兼容

聯(lián)盟鏈直接支持以太坊的Solidity語言。以太坊的智能合約代碼可以在聯(lián)盟鏈部署和執(zhí)行。聯(lián)盟鏈同時支持WebAssembly,并通過其支持任意語言。理論上聯(lián)盟鏈支持任何虛擬機的運行。

我公司正在選擇一條符合自身企業(yè)情況合適的公鏈,加入企業(yè)商業(yè)聯(lián)盟構造一個商務平臺,通過商務平臺對接公鏈。

對自已的客戶建立電子檔案,客戶后續(xù)在公鏈上進行KYC認證,合同款支付,原料采購統(tǒng)一用數(shù)字貨幣支付?,F(xiàn)在中國已在多種商業(yè)領域推行數(shù)字人民幣,各種條件正在形成正是大好時機。我們一定要把握住這種風口。正如雷軍所說:“風口來了,豬也能起飛”。

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